JP2014519017A - 無線通信システムにおける測位 - Google Patents

Abstract

セルラー通信システムにおいて、ノードＢからの測位データを報告する方法であって、ノードＢにおいて、ノードＢのカバレッジ内の第１のユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間を測定する工程（２１０）を備えている。測定は、時間値を与える。この時間値は、ノードＢにおいて、マルチシンボル時間報告シーケンスとして符号化される（２１２）。ノードＢで、第１のユーザ装置に関する補助測位情報データが取得される（２１４）。補助測位情報データを表すために、ノードＢで、マルチシンボル時間報告シーケンスの少なくとも１つのシンボルが修正される（２１６）（２１８）。ノードＢから、修正マルチシンボル時間報告シーケンスが送信される。また、測位方法、ノードＢおよび測位ノードも開示される。

Description

本発明は、一般に、無線通信システムにおける測位方法および測位デバイスに関し、特に、測位のために無線信号の伝搬時間を利用する方法およびデバイスに関する。

第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）が仕様を定めた広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ（登録商標））セルラーシステムは、種々の位置ベースのサービスを提供する。これらのサービスは全て、何らかの用途のためにユーザ装置（ＵＥ）の位置を利用する。現在のところ最も重要なサービスは、米国市場で規定されているＥ−９１１緊急測位機能である。Ｅ−９１１フェーズ２の測位要件は、郡ごとおよび緊急センタ（ＰＳＡＰ）ごとに数えて、全てのセルラーネットワークが３０秒以内に１５０ｍ（９５％）および５０ｍ（６７％）を上回る精度でユーザの測位ができる必要があると述べている。全地球測位システム（ＧＰＳ）の使用可能範囲が屋内では非常に制限されていることと、携帯電話からの発信のほとんどが現在は屋内から行われていることを考慮すると、これらの要件の達成は非常に困難である。その結果として、ＷＣＤＭＡ（登録商標）セルラーシステムでは、ＧＰＳだけでなく、ＧＰＳシステムの強化版であるアシストＧＰＳ（Ａ−ＧＰＳ）を実際に標準化している。それに加えて、ＷＣＤＭＡ（登録商標）においては、セルラーネットワークの測定値に頼る代替の測位方法が幾つか標準化されている。

緊急測位の要求は、例えばインドのような他の領域においても行われていることが注目されうる。しかし、米国以外の市場においては、携帯電話の測位は、個人および車両のナビゲーション、友人の位置確認、および地理検索サービスなどの商用の位置ベースサービスに主に使用されている。合法的監視および傍受は、ロケーション技術が特に役立つ別の状況であろう。

測位方法を使用可能にするために、セルラーのインフラ全体が、地理的位置情報の処理およびシグナリングに備えて作られている。ＷＣＤＭＡ（登録商標）においては、ほとんどの測位関連機能は、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）の中に、あるいはそれに密接に関係している機器、すなわち無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）もしくはスタンドアロン・サービングモバイルロケーションセンタ（ＳＡＳ）ノードの中に、ノードＢ（基地局）の中に、およびＵＥの中に存在する。コアネットワーク（ＣＮ）は、主に、地理情報の伝達に関与している。

セルの精度で端末位置を特定するセルＩＤ測位方法は、ＷＣＤＭＡ（登録商標）を含む大部分のセルラーシステムにおいて、中心となる低価格の手法に相当する。この方法は、セルラーの電波到達範囲ではどこでも、即座に対応可能かつ利用可能である利点がある。

セルＩＤ方法の利点が大きいことから、利点を維持しながら、精度を向上させる試みが行われている。最も普及している手法は、ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）、すなわち端末と基地局との間を往復する伝達時間を評価することにより、セルＩＤ方法を増強することである。一緒に使用することで、基地局の周りの、中心部を切り取った環状帯部が確定する。

ＷＣＤＭＡ（登録商標）ユーザ装置の期待密度が比較的に低い地域においては、ダウンリンク（ＤＬ）容量ではなくＤＬカバレッジが、通常、制約要因となる。基地局および特にその大電力部品は、無線通信アクセスネットワークの高価な要素であり、費用を節約するために、いわゆるｐｓｉカバレッジ構成が使用されてもよい。この構成においては、１つのノードＢが３つの標準的な交差偏波のセクタアンテナに接続される。ＤＬ信号は、３つのアンテナにより分離受信される。コネクション（接続）は、２つの特別に設計された３方向分岐結合器を介して行われる。このようにすると、３つのノードＢの代わりに１つのノードＢを使用して、持続的なＤＬカバレッジを得ることができる。

しかし、性能を維持するために、アップリンク（ＵＬ）信号は、異なるセクタに対して異なる周波数が使用され、複数のアンテナブランチから受信されて１つの無線信号に合成され、それによって干渉およびノイズが減少する。従って、異なるアンテナから来て合成される信号間の干渉を減らすことができる。これは、普通の３セクタ構成に匹敵するＵＬ感度をもたらす。オムニ構成に比べて、ＵＬ容量は、大幅に改善される。

従って、ｐｓｉ（プサイ）カバレッジは、ＤＬおよびＵＬを１つのオムニセクタセルにマッピングするので、ＲＮＣは、この構成を大容量かつ大カバレッジのオムニセクタセルと見なす。言い換えると、ｐｓｉカバレッジ手法は、３セクタ機能の全部ではなく一部の機能が削除された３つのアンテナを有するオムニ基地局に係わっている。この手法は、非常に費用が安く、かつカバレッジを良くすることを目的にしている。これは、ほとんどのＲＡＮ機能の正常な動作を可能にする。しかし、ＲＮＣにおいてはオムニセクタセル当たり１つのセルエリアだけが規定されているので、測位能力は制限されている。言い換えると、測位に関しては、セクタ情報は失われる。ＲＴＴ測位への影響は、楕円孤の角度が約１２０度ではなく３６０度に拡大し、ＵＥが位置しているかもしれない領域は、ＲＮＣまたはＳＡＳノードの位置計算機能でＵＥのセクタがわかる場合の３倍の大きさになる。これは、ＲＴＴ測位方法の不正確さが、３倍に大きく増加することに相当する。このようなシステムに関しては、Ｅ−９１１フェーズ２の測位要件を満足することがさらに一層難しくなる。ノードＢが利用可能な補助測位情報を有しているにもかかわらず、この情報をＲＮＣ内の測位ノードまたはＲＮＣに接続されている測位ノードで利用可能にするためには、現在のところ、ＲＮＣのかなりの再構成が必要である。この再構成は、高価かつ複雑である。

本発明の１つの目的は、無線ネットワーク制御装置の基本的な機能を変更することなく、ノードＢにおいて入手可能な補助測位情報を測位のために使用可能にすることである。

上記の目的は、添付の特許請求の範囲の独立項に記載された方法およびデバイスによって達成される。好ましい実施形態は、従属項に記載されている。総括的に言うと、第１の態様における、セルラー通信システムにおいてノードＢから測位データをレポート（報告）する方法は、ノードＢにおいて、ノードＢのカバレッジ内の第１のユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間を測定する工程を備える。測定は、時間値を与える。この時間値は、ノードＢにおいて、マルチシンボル時間報告シーケンスとして符号化される。ノードＢにおいて、第１のユーザ装置に関する補助測位情報データが取得される。ノードＢにおいて、補助測位情報を表すために、マルチシンボル時間報告シーケンスの少なくとも１つのシンボルが修正される。修正マルチシンボル時間報告シーケンスが、ノードＢから報告される。

第２の態様における、セルラー通信システムにおいて第１のユーザ装置の位置を推定する方法は、測位ノードにおいて、第１のユーザ装置が接続されているノードＢから、第１のユーザ装置に関するマルチシンボル時間報告シーケンスを受信する工程を備える。マルチシンボル時間報告シーケンスは、測位ノードにおいて、第１のユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝搬時間と解釈される。さらに、マルチシンボル時間報告シーケンスの少なくとも１つのシンボルが、補助測位情報データと解釈される。第１のユーザ装置の位置は、測位ノードにおいて、第１のユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間と補助測位情報データとに基づいて、推定される。

第３の態様における、セルラー通信システムのノードＢは、タイマー、報告部、および制御シグナリング部を備える。タイマーは、ノードＢのカバレッジ内の第１のユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間を測定するように構成されている。測定は、時間値を与える。報告部は、タイマーに接続されている。報告部は、時間値をマルチシンボル時間報告シーケンスとして符号化するように構成されている。報告部は、第１のユーザ装置に関する補助測位情報データを取得するようにさらに構成されている。また、報告部は、補助測位情報データを表すために、マルチシンボル時間報告シーケンスの少なくとも１つのシンボルを修正するようにも構成されている。制御シグナリング部は、報告部に接続されている。制御シグナリング部は、修正マルチシンボル時間報告シーケンスを報告するように構成されている。

第４の態様における、セルラー通信システムの測位ノードは、受信機、インタプリタ、および位置推定器を備える。受信機は、第１のユーザ装置に関するマルチシンボル時間報告シーケンスを受信するように構成されている。インタプリタは、受信機に接続されている。インタプリタは、マルチシンボル時間報告シーケンスを第１のユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間と解釈するように構成されている。インタプリタは、マルチシンボル時間報告シーケンスの少なくとも１つのシンボルを、補助測位情報データと解釈するようにさらに構成されている。位置推定器は、インタプリタに接続されている。位置推定器は、マルチシンボル時間報告シーケンスと補助測位情報データとに基づいて、第１のユーザ装置の位置を推定するように構成されている。

本発明の１つの利点は、全体的なＲＮＣ構成に介入する必要なしに、ノードＢで入手可能な測位を改善する可能性を有する情報を、測位ノードに送信して、そこで使用することができることである。性能の損失はなく、相互接続の問題は起こらない。ＲＮＣ内およびＲＮＣ外の両方で行われる測位を扱うことが可能である。さらなる利点については、以下の詳細説明の様々な実施形態との関連で述べる。

本発明は、そのさらなる目的および利点とともに、添付の図面と一緒に以下の説明を参照することによって、最も良く理解することができるであろう。

ＲＮＣ中心アーキテクチャにおける通信インタフェースの説明図である。 ＳＡＳ中心アーキテクチャにおける通信インタフェースの説明図である。 ＲＴＴ増強セルＩＤによる測位の説明図である。 ＳＡＳ中心アーキテクチャにおけるＲＴＴ手順の図である。 ｐｓｉカバレッジシステムにおけるノードＢの略ブロック図である。 ｐｓｉカバレッジシステムにおけるアップリンクシグナリングおよびダウンリンクシグナリングを示す図である。 ｐｓｉカバレッジシステムにおけるＲＴＴ増強セルＩＤの状況を示す説明図である。 ノードＢで入手可能な補助測位情報データを使用することができる場合の、ｐｓｉカバレッジシステムにおけるＲＴＴ増強セルＩＤの状況を示す説明図である。 マルチシンボル時間報告シーケンスを修正する一実施形態の説明図である。 マルチシンボル時間報告シーケンスを修正する別の実施形態の説明図である。 測位方法の一実施形態のステップのフロー図である。 ノードＢの一実施形態のブロック図である。 ＲＮＣ内の測位ノードの一実施形態のブロック図である。 外部測位ノードの一実施形態のブロック図である。 ノードＢを実施する一実施形態の図である。 測位ノードを実施する一実施形態の図である。

現在の通信システムの設計および構成は、大部分が様々な標準によって決定されている。標準は、様々なベンダからのノードを使用するときにも、複数のシステムを相互運用可能にするのに役立ち、システムをある程度後方互換性があるようにすることを目的としている。標準化の１つの欠点は、標準の変更を必要とする新しい着想を導入することがあまり容易ではないことである。

例えば、現在のＷＣＤＭＡ（登録商標）システムにおいては、ＲＡＮは、測位アーキテクチャに関して様々な選択肢を備えている。これらは、３ＧＰＰによって標準化されており、制御プレーン測位アーキテクチャである。図１Ａは、いわゆるＲＮＣ中心アーキテクチャを示す。

ＲＡＮ４のＲＮＣ１２は、このアーキテクチャにおいてほとんどの測位機能が位置しているノードである。この測位機能部分は、測位ノード３０で示されている。ＲＮＣ１２は、ＣＮ３０からＩｕインタフェースを介して測位要求を受信する。ＲＮＣ１２は、その要求に応えるためにどの測位方法を使用すべきかを決定し、ノードＢ１０またはＵＥ１５に測定を行なうように命令する。ＲＮＣ１２は、Ｉｕｂインタフェースを介してノードＢと通信を行い、ＲＮＣ１２とＵＥ１５とは、ノードＢをトランスペアレントに通って、ＲＲＣインタフェースを介して通信する。ノードＢ１０は、例えば後で説明するＲＴＴ測定のような、ある種の位置関連測定を行う。ＵＥ１５は、同様に後で説明するＵＥ ＲｘＴｘ測定のような、ある種の位置関連測定を行う。これらの測定の結果は、標準インタフェースを介してＲＮＣ１２に報告が返される。ＲＮＣ１２は、測定データを受信し、ＵＥ１５の位置を計算する。ＣＮ３０がその測位を要求した場合、結果は、ＣＮ３０に返される。

図１Ｂは、ＷＣＤＭＡ（登録商標）のＲＡＮに関する別の測位アーキテクチャを示す。このアーキテクチャは、いわゆるＳＡＳ中心アーキテクチャである。このアーキテクチャにおいては、測位機能のほとんどは、個別の測位ノード３０、すなわち取り出されたＳＡＳノード３１に引き継がれている。ＳＡＳノード３１は、標準Ｉｕｐｃインタフェースを介してＲＮＣと通信する。ＲＮＣ１２は、測定測位報告中継ノードとして残される。そのほかの点では、機能は基本的に同じである。

これら両方のアーキテクチャにおいて、インタフェースは標準化されており、何の情報をどの形態で交換することができるかが規定されている。ほとんどのシステムにおいては、基地局とユーザ装置との間のシグナリングに関する無線信号伝播時間を利用する測位方法が利用可能である。例として、ＷＣＤＭＡ（登録商標）においては、ＲＴＴのための実行手段が与えられている。このため、インタフェースは、その無線信号伝播時間を表すマルチシンボル時間報告シーケンスのシグナリングが可能になっている。ＷＣＤＭＡ（登録商標）においては、ノードＢとＲＮＣとの間でＩｕｂインタフェースを介して、ＲＴＴを報告することが可能であり、ＳＡＳ中心アーキテクチャの場合は、ＲＴＴは、Ｉｕｐｃインタフェースを介してＳＡＳに中継される。

幾つかの状況について後で検討するある種の状況においては、ノードＢは、無線信号伝播時間を用いて行われ測位の精度を向上させるために使用しうる、ＵＥに関する補助測位情報データを入手できることがある。しかし、標準は、典型的に、その補助測位情報データのシグナリングについては規定していない。これを解決する１つのやり方は、標準を修正することである。これは、上記のように時間のかかる手続きであり、後方互換性に問題を引き起こしかねず、高くつくプログラムの作り直しを必要としかねない。

一代替手法においては、利用可能な報告フィールドを、異なるように使用する必要がある。このような代替手法を使用する場合、ＲＮＣの構成の他のどの面にも影響を及ぼすべきではない。本発明では、この手法を使用している。時間値の報告は、不必要に高い精度で報告されていることが多いことを、発明者たちは確認した。そのような報告のビット／シンボルの一部を利用することによって、例えばＲＮＣなどの中継ノードに気付かれずに、補助情報をノードＢから測位ノードへ送信することができる。

補助測位情報の報告を可能にするために、独自仕様のシグナリングおよび既存のシグナリングの新しい使用を提示する。ＲＴＴ測位が可能なＷＣＤＭＡ（登録商標）システムにおいては、Ｉｕｂを介してＲＮＣの測位ノードへ送信されるメッセージの中で、ＲＴＴ測定報告のビットが、例えばＵＥと関連しているアンテナセクタなどを符号化するために使用される。ＳＡＳ中心アーキテクチャにおいては、ＲＴＴ測定報告のビットは、Ｉｕｐｃを介してＲＮＣからＳＡＳ測位ノードへのメッセージの中で、例えばＵＥと関連しているアンテナセクタなどを符号化するためにさらに使用される。

以下の実施形態においては、単純化するために、基本モデルシステムとしてＷＣＤＭＡ（登録商標）システムおよびそのＲＴＴ測位に関する規定を利用する。アンテナセクタは、説明する実施形態において、補助測位情報データとして使用される。これらは、好ましい実施形態でもあり、これらの実施形態においては、利点が最も顕著であると考えられている。しかし、これらの着想は、このようなシステムに限定されない。また、無線信号伝播時間は、例えばアップリンク到達時間差測位などに関連して使用される、タイミングアドバンス測定または無線信号到達時間などの、他の種類の伝播時間測定値でもあってもよい。また、補助測位情報データは、ビーム形成データまたは隣接リストから推定されるデータなどの他の種類であってもよい。

本発明は、無線信号伝播時間のシグナリングが可能で、かつノードＢにおいて入手可能な補助測位情報データを有する、ほとんどどの無線通信システムにおいても実施可能である。そのような無線通信システムの典型例は、ｐｓｉカバレッジを利用するシステムである。このシステムにおいては、ＵＬトラフィックは、異なるセクタごとに別のアンテナを用い、異なるアンテナごとにＵＬ信号用の別の周波数を使用して運ばれるのに対して、ＤＬトラフィックは、全てのアンテナに対して１つの周波数を使用して運ばれる。そのようなシステムにおいては、補助測位情報データは、第１のユーザ装置が位置しているアンテナセクタの識別表示を備えてもよい。これは、どのアンテナセクタがＵＬトラフィックを受信するかを特定することによって行われる。

ＷＣＤＭＡ（登録商標）標準においては、ＲＴＴ応答報告は、マルチビット時間報告シーケンスである。しかし、他のシステムにおいては、無線信号伝播時間の時間値は、任意の種類のマルチシンボル時間報告シーケンスとして符号化することができ、そこでは、マルチシンボル時間報告シーケンスの異なる位置は、２を超える異なる値を取ってもよい。

以下に説明する本発明の実施形態の利点および可能性を十分に理解するためには、なるべくならＷＣＤＭＡ（登録商標）における現在の標準測位実行手段についての知識があるとよい。それ故、ここで次に、ＷＣＤＭＡ（登録商標）測位方法を簡単に概観する。

現在のほとんど全てのセルラーシステムに普及している高精度測位方法は、アシストＧＰＳ（Ａ−ＧＰＳ）方法である。Ａ−ＧＰＳは、全地球測位システム（ＧＰＳ）の強化である。そこでは、セルラー通信システムに接続された端末のＧＰＳ受信機に、そのＧＰＳ端末受信機の性能を向上させる支援データが送信されると、例えばセルラー通信システムなどに取り付けられているＧＰＳ基準受信機が、その支援データを収集する。通常は、初期推定に付随する不確かさのある、端末の位置のおおよその初期推定を得るために、追加の支援データがセルラー通信システムから直接収集される。

Ａ−ＧＰＳを実装しているＷＣＤＭＡ（登録商標）システムにおいては、ＲＮＣは、支援データを収集し、精度を向上し、ＵＥに配信するノードとしての機能を果たす。ＣＮは、ＲＡＮＡＰインタフェースを介してＵＥの測位を要求する。それに応えて、ＲＮＣは、各種のＡ−ＧＰＳ技術を使用してもよいが、これらの技術の全ては、セルラー通信システムのノードで扱われる支援データを当てにしている。ＲＮＣは、端末の専用Ａ−ＧＰＳ受信機ハードウェアで測位測定を行うように，ＵＥに命令する。これらの受信機は、通常宇宙船と呼ばれる衛星からのＧＰＳ送信信号を検出する。

セルの精度で端末位置を特定するセルＩＤ測位方法は、ＷＣＤＭＡ（登録商標）を含む大多数のセルラーシステムにおける重要な低価格の手法に相当する。この方法は、セルラーの電波到達範囲ではどこでも、即座に対応可能かつ利用可能である利点がある。

セルＩＤ方法の利点が大きいことから、利点を維持しながら、精度を向上させる試みが行われている。有利な手法は、ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）すなわち端末と基地局との間を往復する伝達時間を評価して、セルＩＤ方法を増強することである。一緒に使用すると、基地局の周りの、楕円弧と呼ばれる中心部を切り取った環状帯部を定める。このＲＴＴ測位については、以下でさらに検討する。

ＲＴＴ強化セルＩＤによる測位については、図２に概略的に示すことができる。この実施形態においては、３セクタアンテナ配置を説明する。ノードＢ１０は、アンテナ１１に接続されている。各アンテナは、約１２０度の扇形をカバーする。ノードＢは、１２０度の環状扇形２からなる３つのセル１に関係している。ノードＢ１０は、測位機能を有するＲＮＣ１２に接続されている。ユーザ装置１５は、ノードＢのカバレッジ内にある。ＲＮＣ１２は、ユーザ装置がどのセル１に位置しているかを特定するために、ノードＢにパスロス測定を行うよう命令する。次いで、ＲＮＣは、ユーザ装置１５が位置しているセルにおいてＲＴＴ測定を行うようにノードＢ１１に命令し、いわゆるＲｘＴｘ時間を測定するようにユーザ装置１５に命令する。これらの測定に基づき、アンテナとユーザ装置１５との距離およびそれに関係している不確かさの程度を計算することができる。この距離およびその不確かさは、厚さが不確かさに相当する環状帯部に２１に相当する。この情報をユーザ装置１５がどのセルに位置しているかについての情報と組み合わせることによって、ユーザ装置１５の位置を、斜線の領域で示されている環状孤帯部２０に限定することができる。

ＲＴＴ距離計算は、ノードＢで行われるＲＴＴ測定値およびユーザ装置で行われるＵＥ ＲｘＴｘタイプ１測定値の、２つの測定値に依存する。

ＲＴＴ測定値の精度は、１／２チップ（３９ｍ）であり、その分解能は、１／１６チップ（５ｍ）である。その範囲は、８７６．０００〜２９２３．８７５０チップであり、ＩｕｂおよびＩｕｒを介した報告値は０−３２７６７である。ノードＢにおけるＲＴＴ測定は、ダウンリンクＷＣＤＭＡ（登録商標）フレームの始まりと、それに対応するアップリンクフレームの受信との間の時間を測定する。

ＵＥ ＲｘＴｘタイプ１測定は、ダウンリンクフレームの始まりの受信と対応するアップリンクフレームの始まりの送信との間のユーザ装置におけるレイテンシを測定する。測定値の精度は、１．５チップであり、その分解能は１チップである。範囲は、報告値に対応する７６８〜１２８０チップである。

測位アプリケーションにおいて、例えばＷＣＤＭＡ（登録商標）のＲＡＮのＲＮＣなどが使用する測位方法は、予め定められた幾何学的図形の組の中の１つとして表される領域を用いて、端末が位置している領域を決定する。選択される幾何学的図形は、ほとんどの場合、測位方法に関係している。セルＩＤ方法は、例えば生来的にセルの延長部に相当する多角形を用いて端末の位置を報告するのに対して、ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）測位方法は、生来的に楕円弧図形を利用する。特定された位置の報告を受けるエンドユーザは、適用された測位方法によって生成される位置フォーマットより、他の位置フォーマットを好むことがあるので、図形変換機能の必要性が生じる。一例として、緊急センタは、発信者の位置を所与の信頼水準の環状信頼領域として提示することを要求することがある。しかし、多くの測位方法からの出力は、たいてい、多角形、楕円、または環状孤のような他の図形である。さらに、提供される図形は、異なる信頼水準に相当することがある。

典型的なＲＴＴ測位方法は、セルラーシステムの各セルの延長部を描写するためにセル多角形を利用する。ＷＣＤＭＡ（登録商標）多角形フォーマットは、３〜１５の頂点の一覧からなり、各頂点は、符号化されたＷＧＳ８４系の緯度および経度で表されている。線分で結ばれると、頂点は、セル境界を表すセル多角形を規定する。頂点間の線分には、例えば交差することが許容されないなどの、ある種の規則が適用される。

セル多角形は、セルレイアウトおよび地理情報を明らかにするカバレッジ計算ツールによって計算されてもよい。セル多角形が静的な描写であることを理解することは必須である。この意味は、報告されたセル多角形内に、端末が実際に位置している一定の確率があるということである。これは、信頼値として周知である。

セルＩＤによる位置をＲＴＴデータで強化して、ユーザ装置の位置に対応する楕円弧を計算するために、セル多角形、アンテナ位置、ＲＴＴ測定値、ＵＥ ＲｘＴｘタイプ１測定値が使用される。この計算は、例えば楕円弧の狭角およびオフセット角の計算などを備える。その手順の詳細説明を付属書Ａに示す。

図３は、ＳＡＳ中心アーキテクチャのサービングＲＮＣにおけるＲＴＴ測位手順の一例を示す。手順は、端末（ＵＥ）のソフトハンドオーバ中１００から始まる。サービングＲＮＣは、ＣＮからＩｕインタフェースを介して位置報告制御（ＬＲＣ）メッセージの中で測位要求１０２を受信する。サービングＲＮＣは、そのメッセージを復号し１０４、ＱｏＳ情報要素（ＩＥ）、すなわち応答時間、水平精度、および垂直精度を格納する。ＲＴＴ測位は、要求されたＱｏＳに基づいて選択されると想定している。サービングセルが特定され１０６、測位開始要求メッセージ１０８がＳＡＳノードに送信される。このメッセージには、通常、ＵＥ能力、ＣＮ要求ＱｏＳパラメータ、およびＵＴＲＡＮセル識別子を含む。ＳＡＳは、選択されたセルＩＤに対応するセル多角形を取ってくる１１０。ＳＡＳは、測位起動要求メッセージ１１２をＲＮＣに伝達する。所望のＲＴＴ方法が、セルＩＤに設定されたＩＥ選択測位方法によって伝達される。ＵＥはソフトハンドオーバ中であるので、シングルレッグＲＴＴ測位に最善のセルは、アクティブセットの中のパスロスが最小のセルに決定される。従って、測定制御メッセージ１１４がＵＥに送信される。ＵＥはＣＥＬＬ＿ＤＣＨ状態にあると想定されている。これが当てはまらない場合は、状態変更手順が適用される。ＵＥは、アクティブセットの中のセルに対してパスロス測定を行い１１６、その結果を２つの測定報告メッセージ１１８の中で報告する。その中の２番目は、正しいフィルタリング時間を得るために使用される。次いで、ＲＮＣは、ＲＴＴ測位に必要な２つの測定である、ＲＲＣを介して測定制御メッセージ１２０を使用するＵＥ ＲｘＴｘ測定と、Ｉｕｂを介して、場合によってはＩｕｒを介して中継される、専用測定開始要求メッセージ１２２を使用するＲＴＴ測定とを命令する。次いで、ＵＥおよびノードＢによって、測定１２４、１２６が行われる。結果は、それぞれ専用測定開始報告メッセージ１２８および測定報告メッセージ１３０の中で返される。ＲＮＣは、ＵＥおよびノードＢの測定値を編集して、測位起動応答メッセージ１３２をＳＡＳに送信する。ＳＡＳは、位置計算１３４を進める。そのステップに続いて、楕円弧報告フォーマットの別の図形への変換が行われてもよい。次いで、ＳＡＳは、取得したＱｏＳを評価する。幾何学的領域として表される位置は、測位開始報告メッセージ１３６の中でＲＮＣに返される。手順は、Ｉｕを介してＣＮに対して、位置報告メッセージ１３８の中でその結果を返してから終了する。

ＲＮＣ中心アーキテクチャの手順は、類似している。しかし、ここでは、測位動作はＲＮＣの測位ノードで行われる。これが意味することは、ＲＮＣとＳＡＳとのシグナリングを省略することができるということである。

また、これらの基本手順は、本発明によるシステムにおいても利用することができる。ノードＢの手順において、およびＲＮＣ内もしくはＳＡＳ内の測位ノードの手順において、内部に違いが生じる。しかし、このような状況から、ＲＮＣは、違いに少しも気付かない。この意味するところは、中心的なＲＮＣの修正を行う必要がないということである。これは、本発明が既存のＲＮＣで動作するので、本発明の実施を促進することになる。さらに、マルチベンダの状況においても相互運用性の問題がない。

本手法は、より一般的なシステムに適用することができるけれども、発想の原点は、いわゆるｐｓｉカバレッジシステムにおける測位で生じる問題を解決するために考案されたものである。それ故、ここで、典型的なｐｓｉカバレッジシステムの一例について、簡潔に紹介する。資本支出（ＣＡＰＥＸ）を減らし、かつ無線能力の利用を最大にするために、ただ１つの無線ユニットが使用され、そのＤＬ信号は、３つのアンテナに分けられる。これについて、図４に概略的に示す。ＤＬについて見ると、ｐｓｉカバレッジ局２２は、基本的に、３セクタ機能の全部ではないが一部が削除されているオムニノードＢ１０である。ｐｓｉカバレッジ局２２は、３セクタアンテナ１１のそれぞれに対して、同じ搬送波、同じスクランブルコード、および１／３の送信電力を使用する。非常にコストが安く、カバレッジがよいことを目的にしている。ｐｓｉカバレッジノードＢ１９は、単一無線構成のカバレッジを高め、限られた数のＷＣＤＭＡ（登録商標）加入者に対してＧＳＭ（登録商標）と同じカバレッジを提供することを可能にする。ｐｓｉカバレッジは、単一の無線ノードＢが３つの標準交差偏波セクタアンテナ１１に接続されるときに、典型的に使用される。接続は、通常、特別に設計された３方向分岐結合器１３を介して行われる。

性能を維持するために、ＵＬ信号は、複数のアンテナ１１のブランチで受信され、分岐結合器１３での損失をオフセットするような復号を可能にするソフトウェア機能を用いて、１つの無線に合成される。また、ソフトウェア機能は、異なるアンテナ１１から来て合成される信号間の干渉も軽減する。ＵＬトラフィックに関して、各アンテナ１１と分岐結合器１３との間に１つの塔頂周波数シフト増幅器（ＴＭＦ）１４が設置されている。これは、通常の３セクタ構成に匹敵するＵＬ感度に加えて、オムニ構成に比べてアップリンク容量を増加させる結果になる。言い換えると、ｐｓｉカバレッジのＵＬは、各ＴＭＦにおける受信信号の周波数シフトにより、単純な３アンテナ分岐オムニのサイトと比べると５ｄＢの利得を有する。

また、ｐｓｉカバレッジシステムの動作は、図５の線図に示すように、シグナリング周波数空間で示されてもよい。ＤＬにおいては、上の図に示すように、３つのアンテナからの信号が同じ搬送波およびスクランブルコードを共用する。しかし、ＵＬにおいては、下の図に示すように、信号は周波数分離され、個別信号として取り扱われてもよい。

従って、ｐｓｉカバレッジは、ＤＬおよびＵＬを１つのオムニセクタセルにマッピングするので、ＲＮＣは、その構成を単一の大容量大カバレッジのオムニセクタセルと見なす。これは、他のＲＡＮ機能の正常な動作を可能にするが、ＲＮＣにおいて、オムニセクタセルごとに唯一のＲＴＴ測定値および唯一のセル多角形が構成されるので、測位能力を制限する。これについては、図６Ａに示す。ＲＮＣ１２は、ｐｓｉカバレッジシステムを単一セルと受け取り、先行技術のＲＴＴ強化セルＩＤ測位は、完全な３６０度環状リングに相当する測位領域をもたらす。

図６Ｂは、ＵＬの状況を示す。ＲＮＣは、依然としてｐｓｉカバレッジシステムを単一セルとして扱っている。ノードＢは、標準３セクタシステムと同様に、実際のところ、ユーザ装置１５がどのセクタに位置しているかに気付いている。しかし、ＲＮＣはｐｓｉカバレッジシステムを単一セルとして扱うように構成されているので、先行技術には、そのような情報を測位ノードに伝達する実行手段がない。ＵＬのセクタ化した構成は、ＲＮＣおよびその他のノードには隠されている。これは、ＲＮＣおよびその他のノードが、ｐｓｉカバレッジのノードＢを一周する１つのセルに気付くに過ぎないことを暗示している。この意味は、セクタ情報はノードＢ内で入手可能ではあるが、測位に関しては失われ、この制約がないときより少なくとも３倍不正確になるということである。

ｐｓｉカバレッジは、３セクタアンテナを利用する。もちろん、システムを他の任意数のアンテナを用いて構成することも可能である。一例は、Ｙカバレッジシステムである。Ｙカバレッジは、線状のカバレッジで十分である地域、すなわち幹線道路に沿った地域においてｐｓｉカバレッジの概念を再使用したものとして、典型的に提示される。Ｙカバレッジは、単一のノードＢが異なる方向を向いた２つのセクタアンテナに接続されるときに使用される。接続は、２つの特別に設計された２方向分岐結合器を介して行われる。ＹカバレッジのＵＬは、各ＴＭＦにおける受信信号の周波数シフトにより、２アンテナ分岐カバレッジのサイトと比べると、３ｄＢのＵＬ利得を有する。

また、異なる種類のビーム形成戦略を利用するシステムにおいても、本着想を使用することが可能であろう。

本発明においては、ノードＢにおいて入手可能な例えばアンテナセクタ情報などの補助測位情報データを、Ｉｕｂインタフェースを介して、場合によってはＩｕｐｃインタフェースも介して、測位ノードに伝達することを取り入れている。測位ノードにおいては、その情報は測位のために役立つ。そのようなシグナリングは、ＲＮＣの残りの機能に関してはトランスペアレントであることが好ましい。

ＲＴＴ測位アルゴリズムの現場試験の結果から、測位の１０％だけが８ｍより良い精度を有し、５％だけが４ｍより良い精度を有することがわかった。従って、ＲＴＴ測位性能に関して、このレベルでの精度の低下は注目に値しない。上述のように、分解能は、チップの１／１６である。１チップの一方向は３．８４ＭＨｚにおいて７８ｍに相当するので、チップの１／１６は４ｍに相当する。ＲＴＴ測定値は測位計算において２で割られるので、ＲＴＴ測定値の最下位ビットに関係している距離は、２ｍである。結論は、２つの最下位ビットが誤っているか、または他のやり方で変更されている場合に、ＲＴＴ測位の精度に大きな影響を及ぼさないということである。従って、１つの実行手段は、例えばｐｓｉカバレッジのセクタ情報などの補助測位情報を符号化するために、最下位ビットを利用することである。これは、マルチベンダの状況においても問題が少しもないことを意味することにも留意されたい。これらのビットの変更によって持ち込まれる小さな不正確さの障害は、気付かれずに済む。

図７Ａは、マルチシンボル時間報告シーケンス１５０を示す。これは、例えば、Ｉｕｂおよび／またはＩｕｐｃインタフェースを介して報告されたＲＴＴ測定報告値であってもよい。ユニット１５１は、最も一般的な場合において、例えば２進数、１６進数、または１０進数などで値を表す一般的なシンボルで構成することができる。典型的な場合においては、シンボルはバイナリビットである。３セクタアンテナ構成において特定のセクタを指定するには、２つのバイナリビットを必要とする。従って、マルチシンボル時間報告シーケンス１５０は、ノードＢで作られるＲＴＴ測定値についての、例えば専用測定開始報告メッセージなどの時間値を表す。２つの最下位ビット（ＬＳＳ）、またはこの例においては補助測位情報データを表す最下位ビット１５２を交換または修正しても、時間値の合計値は、ほんの小さな量しか変更されないので、最終のＲＴＴ評価における不確かさは、影響されない、少なくとも大きくは影響されない。マルチシンボル時間報告シーケンス１５０は、通常の手順に従って測位ノードに送信することができ、仲介ノードは、データの修正に全く気が付かない。次いで、受信ノードは、新しいやり方でマルチシンボル時間報告シーケンス１５０を解釈して、そこから重要な補助測位情報データを抽出することができる。

適切に規定するためには、補助測位情報データが、より多くのビットを必要とする場合がある。状況によっては、将来の拡張において３より多いセクタがｐｓｉカバレッジで使用されてもよい。この場合、ＲＴＴ測定報告においてセクタ情報を符号化するために２より多くのビットを使用する必要があってもよく、ＲＴＴ測定の不正確さの増加という代償を払うことになる。３ビットを用いて８ｍの不正確さの増加という代償を払って、８セクタを報告することができ、４ビットを用いて１６ｍの不正確さの増加という代償を払って、１６セクタを符号化することができるなどである。半径方向の精度が悪くなるという代償を払って得ている、より良い半径分解能に関係している利得は、少なくとも５ビットに相当する精度の損失まで、またｐｓｉカバレッジおよびＹカバレッジ基地局が地域に合わせて作られている郊外および田舎の領域においては大幅にもっと多くのビットに相当する精度の損失まで、存続することが予想されている。一方、Ｙカバレッジシステムにおいては、１ビットだけが必要である。報告のために他のシンボルを利用するシステムにおいては、様々なアプリケーションに対して、修正シンボルの他の数が最適である。

一実施形態においては、Ｉｕｂインタフェースを介したシグナリングは、以下に従って行われてもよい。２つの最下位ビットは、ＵＥ位置に関係しているｐｓｉカバレッジセクタ情報の符号化のために、取られている。この特定の実施形態は、以下を使用する。

セクタＡ：ＲＴＴ＿ＬＳＢ＝０、ＲＴＴ＿ＬＳＢ＋１＝０
セクタＢ：ＲＴＴ＿ＬＳＢ＝１、ＲＴＴ＿ＬＳＢ＋１＝０
セクタＣ：ＲＴＴ＿ＬＳＢ＝０、ＲＴＴ＿ＬＳＢ＋１＝１
もちろん、他の形態も可能である。この場合、そのように修正および符号化されたＲＴＴ測定値は、専用測定開始応答メッセージの一部として、Ｉｕｂインタフェースを介して（場合によっては、Ｉｕｒを介して中継され）、ＲＮＣの測位ノードに送信される。この場合、ＲＮＣの測位ノードは、情報を復号し、２つのＬＳＢを次のように解釈する。

Ｉｆ（ＲＴＴ＿ＬＳＢ＝０）＆（ＲＴＴ＿ＬＳＢ＋１＝０）
ｐｓｉＣｏｖｅｒａｇｅＳｅｃｔｏｒ＝Ｓｅｃｔｏｒ Ａ
Ｅｌｓｅｉｆ（ＲＴＴ＿ＬＳＢ＝１）＆（ＲＴＴ＿ＬＳＢ＋１＝０）
ｐｓｉＣｏｖｅｒａｇｅＳｅｃｔｏｒ＝Ｓｅｃｔｏｒ Ｂ
Ｅｌｓｅｉｆ（ＲＴＴ：ＬＳＢ＝０）＆（ＲＴＴ＿ＬＳＢ＋１＝１）
ｐｓｉＣｏｖｅｒａｇｅＳｅｃｔｏｒ＝Ｓｅｃｔｏｒ Ｃ
Ｅｎｄ
ＲＮＣの測位ノードは、受信した符号化ＲＴＴ測定値を、そのまま、またはＬＳＢ＿０およびＬＳＢ＿１をゼロに設定して使用してもよく、精度を大幅に悪くすることない。

別の実施形態においては、Ｉｕｐｃインタフェースを介したシグナリングを考慮する。開始点は、ｐｓｉカバレッジからＩｕｂ（Ｉｕｒ）を介して受信される符号化ＲＴＴ測定値である。ＲＮＣは、上記の原則に従って修正されたＵＥおよびノードＢの測定値を編集し、測位起動応答メッセージをＳＡＳに送信する。この場合、ＲＴＴ測定値は、上記の原則に従って既に修正されている。次いで、ＳＡＳは、情報を復号し、２つのＬＳＢを次のように解釈する。

Ｉｆ（ＲＴＴ＿ＬＳＢ＝０）＆（ＲＴＴ＿ＬＳＢ＋１＝０）
ｐｓｉＣｏｖｅｒａｇｅＳｅｃｔｏｒ＝Ｓｅｃｔｏｒ Ａ
Ｅｌｓｅｉｆ（ＲＴＴ＿ＬＳＢ＝１）＆（ＲＴＴ＿ＬＳＢ＋１＝０）
ｐｓｉＣｏｖｅｒａｇｅＳｅｃｔｏｒ＝Ｓｅｃｔｏｒ Ｂ
Ｅｌｓｅｉｆ（ＲＴＴ：ＬＳＢ＝０）＆（ＲＴＴ＿ＬＳＢ＋１＝１）
ｐｓｉＣｏｖｅｒａｇｅＳｅｃｔｏｒ＝Ｓｅｃｔｏｒ Ｃ
Ｅｎｄ
ＳＡＳは、受信した符号化ＲＴＴ測定値を、そのまま、またはＬＳＢ＿０およびＬＳＢ＿１をゼロに設定して使用してもよく、精度を大幅に悪くすることない。

最下位シンボルが補助測位情報データを組み込むために使用すべき最もありそうな選択であるとしても、他の選択肢もある。例えば、ある領域においては、セルのカバレッジは、例えばＲＴＴなどによって報告可能な最大範囲より、はるかに小さいことがある。この意味は、図７Ｂの例に見られる最上位シンボルＭＳＳ、または典型的な場合における最上位ビットは、常にゼロになるということである。最上位ビットが常にゼロであることに測位ノードが気付くように構成されている場合、これらのビットは、代わりに補助測位情報データの表示１５２を伝達するために使用されてもよい。

また、ＭＳＳと最後のＬＳＳの両方のシンボルを用いて、上に提示した２つの手法の組み合わせも利用されてもよい。

図８は、測位方法の一実施形態のステップを示すフロー図である。フローは、破線２３０で示すように、２つの部分に分けることができる。上部は、セルラー通信システムにおいてノードＢから測位データを報告するための方法である。下部は、セルラー通信システムにおいてユーザ装置の位置を推定するための方法である。全体のプロセスは、ステップ２００から始まる。ノードＢで行われるステップ２１０においては、基地局のカバレッジ内の第１のユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間の測定が行われる。この測定は、時間値を与える。時間値は、ステップ２１２で、ノードＢにおいてマルチシンボル時間報告シーケンスとして符号化される。ステップ２１４において、第１のユーザ装置に関する補助測位情報データがノードＢで取得される。ステップ２１６において、補助測位情報データを表すために、ノードＢでマルチシンボル時間報告シーケンスの少なくとも１つのシンボルが修正される。ステップ２１８において、ノードＢから修正マルチシンボル時間報告シーケンスが報告される。この報告は、通常、ＲＮＣの測位ノードまたは（通常ＲＮＣを介して）ＳＡＳに報告される。

セルラー通信システムにおける第１のユーザ装置の位置を推定する方法においては、ステップ２５０において、測位ノードで第１のユーザ装置に関するマルチシンボル時間報告シーケンスが受信される。マルチシンボル時間報告シーケンスは、第１のユーザ装置が接続されているノードＢによって、もともと提供されたものである。例えば測位ノードがＳＡＳである場合、マルチシンボル時間報告シーケンスはＲＮＣで編集されてもよい。ステップ２５２において、マルチシンボル時間報告シーケンスは、測位ノードで、第１のユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間と解釈され、マルチシンボル時間報告シーケンスの少なくとも１つのシンボルは、補助測位情報データと解釈される。ステップ２５４において、測位ノードで第１のユーザ装置の位置が推定される。推定は、第１のユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間と、補助測位情報データとに基づく。推定は、付属書Ａに記載するように、楕円弧の狭角およびオフセット角の計算を備えるのが好ましい。

特定の実施形態においては、推定は、第１のユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間に基づいて、第１のユーザ装置の位置の計算と、計算された位置を補助測位情報データを用いて精度を向上することとを備える。この場合、楕円弧の狭角およびオフセット角の計算が、計算された位置の精度の向上の中に含まれることが好ましい。

伝達されたｐｓｉカバレッジセクタ情報を使用するために、ｐｓｉカバレッジセルまたはＹカバレッジセルの全てのセクタに関して、多角形が構成されることが好ましい。これは、先行技術と類似の手法で、かつ上記のＲＴＴ測位方法位置計算の説明に従って行われる。

ｐｓｉカバレッジセルまたはＹカバレッジセルの各セクタに関して、１つの３〜１５角の多角形が、通常、ＲＮＣの測位ノードで構成される。ＳＡＳ中心の構成の場合においては、ｐｓｉカバレッジセルまたはＹカバレッジセルの各セクタに関して、１つの３〜１５角の多角形が、通常、ＳＡＳで構成される。この場合、セクタの多角形をＲＮＣに構成させることも可能であることに留意されたい。次いで、ＲＮＣは、正しいセクタを選択し、測位起動応答メッセージを使用してセル多角形としてＳＡＳノードに報告する。この場合のシグナリングは、ＳＡＳからの要求メッセージも含む必要があることに留意されたい。

位置計算は、ｐｓｉカバレッジ基地局またはＹカバレッジ基地局と関係しているセル多角形全体ではなく、ＵＥに関係しているセクタの多角形が使用されることを除いて、先行技術に述べられているように行われる。

ＲＴＴ測位を利用する好ましい実施形態においては、ＲｘＴｘレイテンシ測定値を提供する必要がある。ユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間は、例としてラウンドトリップ時間である。好ましくは、このような測定値の取り扱いは、先行技術の解決手段において見られるように行われてもよい。その場合、ＲＮＣまたはＳＡＳの測位ノードは、ユーザ装置に、ＲｘＴｘレイテンシ測定を行い、そのＲｘＴｘレイテンシをＲｘＴｘレイテンシ報告の中で報告するように命令する。その命令は、通常、前述のようにＲＮＣの決まった手順によって行われる。第１のユーザ装置からのＲｘＴｘレイテンシの表示を備えるＲｘＴｘレイテンシ報告が、測位ノードに行われる。代替実施形態においては、ＲｘＴｘレイテンシ測定は、他の手段で、例えばＣＮからの測位命令に対する直接の反応として、命令されてもよい。ＲｘＴｘレイテンシは、ユーザ装置からＲＮＣに宛てられ、場合によってはＳＡＳに転送される報告以外の形態でも、提供することができる。ＲｘＴｘレイテンシは、例えばＳＡＳが測位要求を通知される前に命令することができ、かつ例えばＵＥ能力の一部として、例えば測位開始要求の中などに含むことができる。どのようにＲｘＴｘレイテンシが達成されるかとは無関係に、ユーザ装置の位置の推定は、さらにＲｘＴｘレイテンシに基づいている。

同様に、ユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間の測定命令が、ノードＢに送信されることが好ましい。この命令は、ＲＮＣ経由で送信されてもよい。また、命令は、補助測位情報データを取得し、第１のユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間と補助測位情報データとを、マルチシンボル時間報告シーケンスとして報告する命令も含んでもよい。補助測位情報データの取得命令は、例えばＲＴＴ命令をそのように解釈するようにノードＢを構成することによって、暗示的なＲＴＴ測定命令であってもよい。

ＲＴＴ測定を利用するアプリケーションにおいては、ノードＢは、同様に必要な測定値を扱うように構成されることが好ましい。このため、ユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間の測定命令を、測位ノードから受信する。それによって、命令を与えた測位ノードに、修正マルチシンボル時間報告シーケンスの報告が直接または間接に行われる。

図９は、ノードＢ１０の一実施形態の略ブロック図を示す。ノードＢは、タイマー１６、報告部１７、および制御シグナリング部１８を備えている。タイマー１６は、ノードＢのカバレッジ内のユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間を測定するように構成されている。この測定は、時間値を与える。特定の実施形態においては、測定はＲＴＴ測定である。報告部１７は、タイマーに接続されている。報告部１７は、時間値をマルチシンボル時間報告シーケンスとして符号化するように構成されている。このマルチシンボル時間報告シーケンスは、特定の実施形態においては、専用測定開始報告であってもよい。報告部１７は、ユーザ装置に関する補助測位情報データを取得するようにさらに構成されている。報告部は、補助測位情報データを表わすために、マルチシンボル時間報告シーケンスの少なくとも１つのシンボルを修正する。制御シグナリング部１８は、報告部１７に接続され、修正マルチシンボル時間報告シーケンスを報告するように構成されている。

特定の実施形態においては、ノードＢは複数のアンテナにサービスを提供し、補助測位情報データは、第１のユーザ装置が位置しているアンテナセクタの識別表示を備えている。複数のアンテナは、ダウンリンクシグナリングに対しては、オムニアンテナとして一緒に動作する。

特定の実施形態においては、ノードＢは、受信機１９をさらに備え、この受信機１９は、ユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間の測定命令を、測位ノードから受信するように構成されている。この場合、制御シグナリング部１８は、修正マルチシンボル時間報告シーケンスを当該測位ノードに報告するように構成されている。

図１０Ａは、セルラー通信システムの測位ノードの一実施形態の略ブロック図である。この実施形態においては、測位ノード３０は、ＲＮＣ１２の中に含まれている。測位ノード３０は、受信機３２、インタプリタ３４、および位置推定器３６を備えている。受信機３２は、ユーザ装置に関するマルチシンボル時間報告シーケンスを受信するように構成されている。特定の実施形態においては、マルチシンボル時間報告シーケンスは、ＲＴＴ測定値に関係する。インタプリタ３４は、受信機３２に接続されている。インタプリタ３４は、マルチシンボル時間報告シーケンスを、第１のユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間と解釈するように構成されている。また、インタプリタ３４は、マルチシンボル時間報告シーケンスの少なくとも１つのシンボルを、補助測位情報データと解釈するようにも構成されている。位置推定器３６は、インタプリタ３４に接続されている。位置推定器３６は、第１のユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間と補助測位情報データとに基づいて、ユーザ装置の位置を推定するように構成されている。特定の実施形態においては、位置推定器３４は、マルチシンボル時間報告シーケンスに基づいてユーザ装置の位置を計算し、そのように計算した位置を補助測位情報データを用いて精度を向上するように構成されている。

第１のユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間がラウンドトリップ時間である実施形態においては、受信機３２は、ＲｘＴｘレイテンシ報告を取得するようにさらに構成されている。ＲｘＴｘレイテンシ報告は、ＲｘＴｘレイテンシ測定の表示を備えている。ＲｘＴｘレイテンシ報告は、ユーザ装置から直接または間接に行われる。この実施形態においては、位置推定器３６は、さらにＲｘＴｘレイテンシに基づいて、ユーザ装置の位置を推定するように構成されていることが好ましい。

特定の実施形態においては、測位ノード３０は、送信機３８をさらに備えている。送信機３８は、ユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間の測定命令を、ノードＢに直接または間接に送信するように構成されている。また、命令は、補助測位情報データを取得し、ユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間および補助測位情報データを、マルチシンボル時間報告シーケンスとして報告する命令も備える。

別の好ましい実施形態においては、送信機３８は、ＲｘＴｘレイテンシ測定を行うように、ユーザ装置に直接または間接に命令するように構成されている。また、命令は、ＲｘＴｘレイテンシ報告の中でＲｘＴｘレイテンシを報告する命令も備えていることが好ましい。

特定の実施形態においては、セルラー通信システムは、複数のアンテナのそれぞれにサービスを提供する基地局を備える。この場合、補助測位情報データは、ユーザ装置が位置しているアンテナセクタの識別表示を備えることが好ましい。複数のアンテナは、ダウンリンクシグナリングに関しては、オムニアンテナとして一緒に動作する。

図１０Ｂは、測位ノード３０の別の実施形態を示す。この測位ノード３０は、無線ネットワーク制御装置に接続されている個別ノードであり、例えばＳＡＳノードである。

一実施例として、図１１Ａは、ノードＢ１０の一実施形態例を示すブロック図である。この実施形態は、例えばマイクロプロセッサなどのプロセッサ１６４、メモリ１６２、システムバス１６０、入力／出力（Ｉ／Ｏ）コントローラ１６８、およびＩ／Ｏバス１６６に基づいている。この実施形態においては、ＲＮＣからの命令および通信とユーザ装置からのシグナリングとは、Ｉ／Ｏコントローラ１６８で受信され、メモリ１６２に格納される。また、Ｉ／Ｏコントローラ１６８は、ユーザ装置への測定シグナリングの送出およびＲＮＣへの報告も制御する。プロセッサ１６４は、ユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間の測定を行うソフトウェアコンポーネント１７０と、時間値をマルチシンボル時間報告シーケンスとして符号化するソフトウェアコンポーネント１７２と、第１のユーザ装置に関する補助測位情報データを取得するソフトウェアコンポーネント１７４と、補助測位情報データを表わすために、マルチシンボル時間報告シーケンスの少なくとも１つのシンボルを修正するソフトウェアコンポーネント１７６と、修正マルチシンボル時間報告シーケンスを報告するソフトウェアコンポーネント１７８とを実行する。これらのソフトウェアコンポーネントは、メモリ１６２に格納されている。プロセッサ１６４は、システムバス１６０を介してメモリ１６２と通信する。ソフトウェアコンポーネント１７０は、図９の実施形態のブロック１６の機能を実施してもよい。ソフトウェアコンポーネント１７２、１７４、および１７６は、図９の実施形態のブロック１７の機能を実施してもよい。ソフトウェアコンポーネント１７８は、図９の実施形態のブロック１８の機能を実施してもよい。

一実施例として、図１１Ｂは、測位ノード３０の実施形態例を示すブロック図である。この実施形態は、例えばマイクロプロセッサなどのプロセッサ１６５、メモリ１６３、システムバス１６１、入力／出力（Ｉ／Ｏ）コントローラ１６９、およびＩ／Ｏバス１６７に基づいている。この実施形態においては、ＣＮ、ノードＢ、およびＲＮＣ（ＳＡＳ中心アーキテクチャの場合）との通信は、Ｉ／Ｏコントローラ１６９によって送受信され、適切なデータがメモリ１６３に格納されている。プロセッサ１６５は、当該ユーザ装置が接続されているノードＢからユーザ装置に関するマルチシンボル時間報告シーケンスを受信するソフトウェアコンポーネント１８０と、マルチシンボル時間報告シーケンスをユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間と解釈し、かつマルチシンボル時間報告シーケンスの少なくとも１つのシンボルを補助測位情報データと解釈するソフトウェアコンポーネント１８２と、第１のユーザ装置とのシグナリングに関する無線信号伝播時間と補助測位情報データとに基づいて、ユーザ装置の位置を推定するソフトウェアコンポーネント１８４とを実行する。これらのソフトウェアコンポーネントは、メモリ１６３に格納されている。プロセッサ１６５は、システムバス１６１を介してメモリ１６３と通信する。ソフトウェアコンポーネント１８０は、図１０Ａ〜Ｂの実施形態のブロック３２の機能を実施してもよい。ソフトウェアコンポーネント１８２は、図１０Ａ〜Ｂの実施形態のブロック３４の機能を実施してもよい。ソフトウェアコンポーネント１８４は、図１０Ａ〜Ｂの実施形態のブロック３６の機能を実施してもよい。

上記の説明から、本発明の利点が大きいことが理解される。ｐｓｉカバレッジシステムにおいては、本発明のない状況に比べて、少なくとも３倍良い精度のＲＴＴ測位機能が得られる。ビットの利用が妥当である場合、ＲＴＴの距離の特定において性能の損失はない。さらに、マルチベンダの状況においても相互運用の問題がない。解決手段は、ＲＮＣ中心アーキテクチャとＳＡＳ中心アーキテクチャの両方に対応することができる。

上述の実施形態は、本発明の幾つかの説明例と理解されるものである。当業者は、種々の修正、組み合わせ、および変更が、本発明の範囲から逸脱することなく実施形態に行いうることを理解するであろう。特に、技術的に可能なところでは、他の構成において、様々な実施形態の様々な部分的な解決手段が組み合わされてもよい。しかしながら、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲に規定されている。

＜付属書Ａ＞
セルＩＤ測位を強化してユーザ装置の位置の計算を可能にすることについて、以下に説明を提示する。

セル多角形、アンテナ位置、ＲＴＴ測定値、およびＵＥ ＲｘＴｘ測定値を、まず復号する必要がある。この説明を行うとき、下付き文字_ｅｎｃは、符号化量を意味する。設定されたアンテナ位置から始めると、そのアンテナの緯度θ^Ａおよび経度φ^Ａは、次により取得される。

ここで、（ｓｉｇｎ（ｌａｔｉｔｕｄｅ））^Ａ _ｅｎｃは、北半球では０であり、南半球では１に等しい。構成されたセル多角形の頂点の緯度θ^ｐ _ｉおよび経度φ^ｐ _ｉも、同様に取得される。すなわち、

多角形の頂点の数はＮ^ｐで示される。ＲＴＴ測定値ＲＴＴの復号は、次により取得される。

Ｔ_ｃｈｉｐ＝１／３８４００００ ｓは、チッピング時間である。測定の分解能は１／１６チップであるので、１６での割り算が続く。ＵＥ ＲｘＴｘタイプ１の測定値ＲｘＴｘの復号は、次の通りである。

範囲の境界上の測定値が得られた場合は、測定は失敗と宣言され、ＲＴＴ測位方法は終了する。

座標変換は次のように行われる。楕円弧フォーマットのオフセット角および狭角の計算は、デカルト地球接線座標系で行われる必要がある。従って、アンテナ位置およびセル多角形の緯度および経度は、原点がＲＢＳアンテナの座標位置にあるその座標系に変換される。ＷＧＳ８４の測地緯度および測地経度から地球中心地球固定（ＥＣＥＦ）座標系への変換が、まず行われる。その座標は、下付き文字_ＥＣＥＦで示す。その後、下付き文字_ＥＴの付いた地球接線北（上）東座標系への変換が行われてもよい。

測地座標から地球中心地球固定（ＥＣＥＦ）デカルト座標への変換が後に続く。

（Ａ７）〜（Ａ１４）において、ａはＷＧＳ８４の地球楕円の長軸であり、ｂは短軸であり、ｅは偏心率である。

多角形の頂点の座標は、今や、ノードＢのアンテナを原点として、東軸と北軸を用いた地球接線座標系に変換されてもよい。幾何学的考察により、次の式がもたらされる。

距離計算は次により行われる。この場合、楕円弧の内半径が計算されてもよい。ＲＴＴとＵＥ ＲｘＴｘタイプ１測定値との組み合わせの一方向公称精度は１チップであるので、内半径は、測定値より１／２チップ短い値に調整される。ｃが光の速度を示すとすると、内半径は次の通りである。

測定誤差によって、マイナスの半径が発生することがある。そのような結果は、それらの値が閾値未満でない限り、ゼロに修正される。閾値未満の場合、測定失敗が宣言され、ＲＴＴ測位方法は終了する。

標準においては、楕円弧の厚さの測定値ΔＲ_ＥＴは入手できない。従って、この量は、設定可能不確かさ時間

から計算され、現場試験の結果と、アップリンクとダウンリンクとの間のドリフトの上限とから決定される。ＲＢＳにおけるＲＴＴの測定と、ＵＥにおけるＲｘＴｘの測定とは、同期していない。従って、アップリンクとダウンリンクとの間の最大ドリフト率が掛けられたこれら２つの測定値間の時間差は、チップのドリフトの上限になる。最大ドリフト率は、１．２５ｃｈｉｐ／ｓに仕様で定められている。２つの測定値間の時間差は、タイマＴ_ＵＥおよびＴ_ＲＴＴのサンプリングによって、次のように取得されてもよい。

楕円弧の計算すなわちセル多角形との統合は、次により行われる。ノードＢのアンテナ中心点、内半径、および楕円弧の厚さが、今や計算されている。これは、ノードＢの周りに３６０度延びる環状帯部で示される領域を定める。次いで、楕円弧の横方向延長を決定するオフセット角γ_ＥＴおよび狭角δ_ＥＴを計算し続ける。γ_ＥＴは、北から環状帯部がセル多角形と交差する点まで、時計方向に数えられた角であると定義される。δ_ＥＴは、オフセット角から環状帯部がセル多角形と交差するのを止める点まで、時計方向に数えられる。

γ_ＥＴおよびδ_ＥＴを計算するために、環状帯部内に試験点が均一に分布される。試験点の数は、２度角定量化に相当する１８０である。次に、各試験点に関しては、それがセル多角形の内部にあるかどうかがチェックされる。試験は、試験点から座標系の東軸に平行な無限点までの試験光線を利用する。試験は、内部の試験点に関して、試験光線が試験点から無限点に動くと、セル多角形を奇数回交差しなければならないということに基づいている。正式には、多角形がコンパクト（有限）であるという想定も必要である。多角形の境界との交差は、試験光線と隣接するセル多角形の２つの頂点間の線分との間の交点をチェックすることによって容易に決定される。以下に述べるアルゴリズムは、最初および最後の多角形の頂点が同じ（重複）であると想定している。このため、（Ａ１５）および（Ａ１６）は

および

で増強される。アルゴリズムを説明するために、水平光線ｙ＝ｙ_０，ｘ≧ｘ_０とセル多角形のインデックスｉとｉ＋１の頂点間の線分との交点は、（存在する場合）次の式の解によって与えられる。

試験点（ｘ_{ｔｅｓｔ，ｋ} ｙ_{ｔｅｓｔ，ｋ}）^Ｔ （ｋ＝１，...，１８０）で左辺を置き換えて、２つの制約を考慮すると、交点が存在する場合、この式の解は交点を与える。従って、頂点間の全ての線分に対してこの手順を繰り返すことにより、１つの固有の試験点に関して交点の数を数えることが可能になる。完全な手順は、次のアルゴリズムに要約されている。ここで、Ｉ_ｋは試験点ｋに関する交点の数を示し、ｉｎｓｉｄｅ_ｋは、インデックスｋの試験点がセル多角形の内部にある場合に真であるブールである。

従って、アルゴリズム（Ａ２０）は、各試験点にセル多角形の内部または外部あるとの印をつける。次いで、探している角を見つけるために、セル多角形の外部にある隣接試験点の最大の組に関して検索を行う。この組を補って完全にするものは、楕円弧を規定する試験点の組を構成する。この手順は、環状帯部とセル多角形との間の１つを超える交点を有する場合を扱っていることに留意されたい。また、交点がない場合の特別な扱いもあり、この場合、３６０度の楕円弧になる。結果は、オフセット角ω_{ｏｆｆｓｅｔ}および狭角ω_{ｉｎｃｌｕｄｅｄ}に要約される。

以下により符号化が行われる。

Claims (36)

1. セルラー通信システムのノードＢから測位データを報告する方法であって、
   ノードＢにおいて当該ノードＢのカバレッジ内に位置する第１ユーザ装置に対するシグナリングに関連した無線信号の伝搬時間の測定を実行して時間値を与えるステップと、
   前記ノードＢにおいて前記時間値をマルチシンボル時間報告シーケンスとして符号化するステップと、
   前記ノードＢにおいて前記第１ユーザ装置について補助的な測位情報データを取得するステップと、
   前記ノードＢにおいて前記補助的な測位情報データを示すために前記マルチシンボル時間報告シーケンスのうち少なくとも１つのシンボルを修正するステップと、
   前記ノードＢから前記修正されたマルチシンボル時間報告シーケンスを報告するステップと
   を有することを特徴とする方法。
2. 前記第１ユーザ装置に対するシグナリングに関連した前記無線信号の伝搬時間はラウンドトリップ時間であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記補助的な測位情報データは、前記第１ユーザ装置が位置しているアンテナセクタの識別情報を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記マルチシンボル時間報告シーケンスはマルチビットの時間報告シーケンスであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記修正するステップは、マルチシンボルのラウンドトリップ時間報告値の下位ｎシンボルを修正するステップであり、ｎはゼロよりも大きい整数であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記ｎは３以下であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記ｎは２以下であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記ｎは１であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 測位用ノードから、前記第１ユーザ装置に対するシグナリングに関連した無線信号の伝搬時間の測定の命令を受信するステップをさらに有し、
   前記修正されたマルチシンボル時間報告シーケンスを報告するステップは、前記測位ノードに対して実行されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の方法。
10. セルラー通信システムにおいて第１ユーザ装置の位置を推定する方法であって、
    測位用ノードにおいて前記第１ユーザ装置についてのマルチシンボル時間報告シーケンスを、当該第１ユーザ装置が接続しているノードＢから受信するステップと、
    前記測位用ノードにおいて前記第１ユーザ装置に対するシグナリングに関連した無線信号の伝搬時間として、前記マルチシンボル時間報告シーケンスを解釈するとともに、前記マルチシンボル時間報告シーケンスのうち少なくとも１つのシンボルを補助的な測位情報データとして解釈するステップと、
    前記測位用ノードにおいて、前記第１ユーザ装置に対するシグナリングに関連した無線信号の伝搬時間と前記補助的な測位情報データとに基づいて前記第１ユーザ装置の位置を推定するステップと
    を有することを特徴とする方法。
11. 前記推定するステップは、楕円弧の狭角およびオフセット角の計算を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記推定するステップは、
    前記第１ユーザ装置に対するシグナリングに関連した無線信号の伝搬時間に基づいて前記第１ユーザ装置の位置を算出するステップと、
    前記補助的な測位情報データを用いることによって前記算出された位置を精緻化するステップと
    を有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
13. 前記精緻化するステップは、楕円弧の狭角およびオフセット角の計算を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記第１ユーザ装置に対するシグナリングに関連した無線信号の伝搬時間はラウンドトリップ時間であり、
    前記方法はさらに、
    前記測位用ノードにおいて、ＲｘＴｘ遅延を示す表現情報を含むＲｘＴｘ遅延報告を前記第１ユーザ装置から取得するステップと
    を有し、
    前記第１ユーザ装置の位置を推定するステップは前記ＲｘＴｘ遅延に基づいて実行されることを特徴とする請求項１０ないし１３のいずれか１項に記載の方法。
15. ＲｘＴｘ遅延の測定を実行して前記ＲｘＴｘ遅延報告に含めて前記ＲｘＴｘ遅延を報告するよう前記第１ユーザ装置に命令するステップをさらに有することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 前記補助的な測位情報データは、前記第１ユーザ装置が位置しているアンテナセクタの位置情報を含んでいることを特徴とする請求項１０ないし１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 前記マルチシンボル時間報告シーケンスは、マルチビットの時間報告シーケンスであることを特徴とする請求項１０ないし１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 前記解釈するステップは、前記マルチシンボル時間報告シーケンスにおける下位ｎ個のシンボルを前記補助的な測位情報データとして解釈するステップを有し、前記ｎは０よりも大きいことを特徴とする請求項１０ないし１７のいずれか１項に記載の方法。
19. 前記ｎは３以下であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 前記ｎは２以下であることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
21. 前記ｎは１であることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
22. 前記第１ユーザ装置に対するシグナリングに関連した無線信号の伝搬時間を測定し、前記補助的な測位情報データを取得し、前記第１ユーザ装置に対するシグナリングに関連した無線信号の伝搬時間と前記補助的な測位情報データとを前記マルチシンボル時間報告シーケンスとして報告するよう、命令を前記ノードＢに送信するステップをさらに有することを特徴とする請求項１０ないし２１のいずれか１項に記載の方法。
23. セルラー通信システムのノードＢであって、
    前記ノードＢのカバレッジ内に位置している第１ユーザ装置に対するシグナリングに関連した無線信号の伝搬時間を測定してタイマー値を与えるように構成されたタイマーと、
    前記タイマー部に接続され、前記タイマーの値をマルチシンボル時間報告シーケンスとして符号化し、前記第１ユーザ装置についての補助的な測位情報データを取得し、前記補助的な測位情報データを示すために前記マルチシンボル時間報告シーケンスのうち少なくとも１つのシンボルを修正するように構成された報告部と、
    前記報告部に接続され、前記修正されたマルチシンボル時間報告シーケンスを報告するように構成された制御シグナリング部と
    を有することを特徴とするノードＢ。
24. 前記タイマーはラウンドトリップ時間を測定するように構成されており、前記タイマーの値はラウンドトリップ時間の値であることを特徴とする請求項２３に記載のノードＢ。
25. 前記ノードＢは複数のアンテナを使用し、前記補助的な測位情報データは前記第１ユーザ装置が位置しているアンテナセクタの識別情報を含んでいることを特徴とする請求項２３または２４に記載のノードＢ。
26. 前記複数のアンテナは、ダウンリンクのシグナリング用のオムニアンテナとしても使用されることを特徴とする請求項２５に記載のノードＢ。
27. 前記第１ユーザ装置に対するシグナリングに関連した無線信号の伝搬時間の測定を実行するよう命令を測位用ノードから受信する受信機をさらに有し、
    前記制御シグナリング部は、前記マルチシンボル時間報告シーケンスを前記測位用ノードに報告するよう構成されていることを特徴とする請求項２３ないし２６のいずれか１項に記載のノードＢ。
28. セルラー通信システムにおける測位用ノードであって、
    第１ユーザ装置についてのマルチシンボル時間報告シーケンスを受信するように構成された受信機と、
    前記受信機に接続され、前記第１ユーザ装置に対するシグナリングに関連した無線信号の伝搬時間として、前記マルチシンボル時間報告シーケンスを解釈するとともに、前記マルチシンボル時間報告シーケンスのうち少なくとも１つのシンボルを補助的な測位情報データとして解釈するように構成された解釈部と、
    前記解釈部に接続され、前記第１ユーザ装置に対するシグナリングに関連した無線信号の伝搬時間と前記補助的な測位情報データとに基づいて前記第１ユーザ装置の位置を推定するように構成された位置推定部と
    を有することを特徴とする測位用ノード。
29. 前記位置推定部は、前記第１ユーザ装置に対するシグナリングに関連した無線信号の伝搬時間に基づいて前記第１ユーザ装置の位置を算出し、前記補助的な測位情報データを用いることによって前記算出された位置を精緻化するように構成されていることを特徴とする請求項２８に記載の測位用ノード。
30. 前記第１ユーザ装置に対するシグナリングに関連した無線信号の伝搬時間はラウンドトリップ時間であり、
    前記受信機はさらに、ＲｘＴｘ遅延を示す表現情報を含むＲｘＴｘ遅延報告を前記第１ユーザ装置から取得するように構成されており、
    前記位置推定部はさらに、前記ＲｘＴｘ遅延に基づいて前記第１ユーザ装置の位置を推定するように構成されていることを特徴とする請求項２８または２９に記載の測位用ノード。
31. 前記第１ユーザ装置に対して、ＲｘＴｘ遅延の測定を実行してＲｘＴｘ遅延報告に含めて前記ＲｘＴｘ遅延を報告するよう前記第１ユーザ装置に命令するように構成された送信機をさらに有することを特徴とする請求項３０に記載の測位用ノード。
32. 複数のアンテナのそれぞれを使用する複数の基地局をさらに有し、前記補助的な測位情報データは、前記第１ユーザ装置が位置しているアンテナセクタの識別情報を含むことを特徴とする請求項２８ないし３０のいずれか１項に記載の測位用ノード。
33. 前記複数のアンテナは、ダウンリンクシグナリング用のオムニアンテナとしても使用されることを特徴とする請求項３２に記載の測位用ノード。
34. 前記測位用ノードは無線ネットワーク制御装置に搭載されていることを特徴とする請求項２８ないし３３のいずれか１項に記載の測位用ノード。
35. 前記測位用ノードは分離されたノードであり、無線ネットワーク制御装置に接続されていることを特徴とする請求項２８ないし３３のいずれか１項に記載の測位用ノード。
36. 前記第１ユーザ装置に対するシグナリングに関連した無線信号の伝搬時間を測定し、前記補助的な測位情報データを取得し、前記第１ユーザ装置に対するシグナリングに関連した無線信号の伝搬時間と前記補助的な測位情報データとを前記マルチシンボル時間報告シーケンスとして報告するよう、命令を前記ノードＢに送信するように構成された送信機をさらに有することを特徴とする請求項２８ないし３５のいずれか１項に記載の測位用ノード。

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